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JP7494938B2 - Throughput estimation device, throughput estimation method, and program - Google Patents
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JP7494938B2 - Throughput estimation device, throughput estimation method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、 スループット推定装置、スループット推定方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a throughput estimation device, a throughput estimation method, and a program.

ネットワークを介して映像、音響(音声も含む)等のデータを端末間又はサーバと端末との間で転送する様々な通信サービス(電話、映像配信、Web、テレビ会議、デスクトップ仮想化、IoT等)が普及している。 Various communication services (telephone, video distribution, Web, video conferencing, desktop virtualization, IoT, etc.) that transfer data such as video and audio (including voice) between terminals or between servers and terminals via a network have become widespread.

映像や音響を用いた通信サービスにおいて、ネットワークのリソース不足、故障、不具合等が発生した場合、ネットワーク品質(スループット、パケット損失、パケット転送遅延等の)が劣化し、映像や音響に対して視聴者が体感する品質(QoE:Quality of Experience)が劣化してしまう。In communication services using video and audio, if network resource shortages, failures, or other problems occur, network quality (throughput, packet loss, packet transfer delays, etc.) will deteriorate, and the quality of video and audio experienced by the viewer (QoE: Quality of Experience) will also deteriorate.

多くの映像配信サービスでは、スループット(単位時間当たりのデータ転送量)の状態に応じ、映像や音響のビットレート(映像や音響の再生時の単位時間当たりのデータ量)を変更しながら配信するアダプティブビットレート映像配信が採用されている。この配信方式では、異なるリプレゼンテーション(映像の場合、コーデック、ビットレート、解像度、フレームレート等のセット、音声の場合、コーデック、ビットレート等のセット)の映像や音響のデータが予め配信サーバに配置される。配信時にはスループットの状況に応じて端末が適切なビットレートに対応するリプレゼンテーションを都度サーバに要求し、ビットレートを切り替えながら映像及び音響を受信、再生する。そのため、スループットの低下に伴い低いビットレートが選択されることによる画質低下又は音質低下や、再生に必要な映像・音響データ転送が間に合わず、受信端末のバッファに蓄積される映像・音響データの枯渇によるバッファリング処理に伴う再生開始待ちや再生停止が発生し、QoEが劣化する。Many video distribution services use adaptive bitrate video distribution, which changes the video and audio bitrates (amount of data per unit time when playing video and audio) according to the state of throughput (amount of data transferred per unit time). In this distribution method, video and audio data with different representations (a set of codec, bitrate, resolution, frame rate, etc. for video, a set of codec, bitrate, etc. for audio) are placed in advance on the distribution server. During distribution, the terminal requests a representation corresponding to an appropriate bitrate from the server each time depending on the throughput situation, and receives and plays video and audio while switching the bitrate. As a result, a decrease in throughput causes a decrease in image quality or sound quality due to the selection of a low bitrate, and the transfer of video and audio data required for playback cannot be kept up, resulting in a delay in playback start or playback stopping due to buffering processing caused by the depletion of video and audio data stored in the buffer of the receiving terminal, deteriorating QoE.

QoEの劣化は、視聴者のエンゲージメント(視聴時間、視聴離脱、視聴解約等)に影響を与えるが、エンゲージメントを適切に保つために必要とするQoEは、ユーザ、コンテンツ、料金体系等、様々なコンテキストによって異なる。したがって、コンテキストごとに適切なQoEでサービスを提供することが望ましい。 Deterioration in QoE affects viewer engagement (viewing time, viewing abandonment, viewing cancellation, etc.), but the QoE required to maintain appropriate engagement differs depending on various contexts, such as the user, content, and fee structure. Therefore, it is desirable to provide services with an appropriate QoE for each context.

そのため、映像配信事業者にとっては、ユーザのエンゲージメント向上のために所望のQoE(目標QoE)を満たすために十分なスループットを提供可能なネットワークを用いることが有益である。また、ネットワーク事業者としても、映像配信事業者に自社のネットワークをより多く利用してもらうために、目標QoEを満たす上で十分なスループットで提供することが望ましい。しかしながら、過剰なスループットを提供した場合、目標QoEは満たせるものの、ネットワークの設備コストが増加してしまう。そのため、必要最低限のスループットを把握し、それに基づいてネットワークを設計及び制御することがQoE及びコストの観点で重要である。 Therefore, it is beneficial for video distribution providers to use a network that can provide sufficient throughput to meet the desired QoE (target QoE) in order to improve user engagement. It is also desirable for network operators to provide sufficient throughput to meet the target QoE in order to encourage video distribution providers to use their networks more frequently. However, if excessive throughput is provided, the target QoE can be met, but the network equipment costs will increase. Therefore, from the perspective of QoE and cost, it is important to understand the minimum required throughput and design and control the network based on that.

したがって、任意のQoEを実現するための必要最低限のスループットを推定する技術が必要とされている。 Therefore, there is a need for technology that can estimate the minimum required throughput to achieve a given QoE.

従来、スループットとQoEの関係をモデル化した技術として、特許文献1に示される技術がある。本技術は、スループットを入力としてQoEを推定するモデルに関する技術であり、このモデルのスループットとQoEの対応関係を利用することで、任意のQoEの対応するスループットを導くことが可能である。 Conventionally, there is a technology shown in Patent Document 1 that models the relationship between throughput and QoE. This technology is related to a model that estimates QoE using throughput as input, and by utilizing the correspondence relationship between throughput and QoE in this model, it is possible to derive the throughput corresponding to any QoE.

また、ビットレートとQoEの関係をモデル化した技術として、非特許文献1及び非特許文献2に示される技術がある。本技術は、映像及び音声のビットレート、映像解像度、映像フレームレートなどの品質パラメータを入力としてQoEを推定する技術である。一般的に、スループットに対して映像と音声のビットレートの合計値が同等もしくはそれよりも小さいビットレートが選択されるため、選ばれた映像と音声のビットレートの合計値をスループットとみなし、ビットレートとQoEのモデルを利用することで、QoEから対応するスループットを導くことが可能である。 Furthermore, there are technologies shown in Non-Patent Documents 1 and 2 that model the relationship between bitrate and QoE. This technology estimates QoE using quality parameters such as video and audio bitrates, video resolution, and video frame rate as input. Generally, a bitrate is selected that is equal to or smaller than the total value of the video and audio bitrates for the throughput, so the total value of the selected video and audio bitrates is regarded as the throughput, and by using a model of bitrate and QoE, it is possible to derive the corresponding throughput from the QoE.

特開2019-121847号公報JP 2019-121847 A

Parametric bitstream-based quality assessment of progressive download and adaptive audiovisual streaming services over reliable transport, ITU-T P.1203Parametric bitstream-based quality assessment of progressive download and adaptive audiovisual streaming services over reliable transport, ITU-T P.1203 K. Yamagishi and T. Hayashi, "Parametric Quality-Estimation Model for Adaptive-Bitrate Streaming Services," IEEE Transactions on Multimedia, 2017. DOI: 10.1109/TMM.2017.2669859K. Yamagishi and T. Hayashi, "Parametric Quality-Estimation Model for Adaptive-Bitrate Streaming Services," IEEE Transactions on Multimedia, 2017. DOI: 10.1109/TMM.2017.2669859

しかしながら、特許文献1の技術は、スループットのみを入力としてQoEを推定しているため、リプレゼンテーションの違いを考慮できていない。アダプティブビットレート映像配信は、スループットの状況に応じて、リプレゼンテーションを切り替えることでビットレートを変更しているが、選択可能なリプレゼンテーションは、サービスやコンテンツ等により異なる。したがって、スループットが同じだとしても、同じリプレゼンテーションが選ばれるとは限らず、必ずしも同じQoEにはならない。例えば、スループットが高く、高いビットレートを含むリプレゼンテーションが選択可能な場合、高いビットレートが選ばれることにより、画質が高くなり、QoEが高くなる。一方、スループットが高くても、高いビットレートを含むリプレゼンテーションが選択肢にない場合、高いビットレートは選ばれず、画質が高くならないため、QoEが高くならない。そのため、既存技術では、リプレゼンテーションによっては、スループットを精度よく推定するのは困難である。However, the technology of Patent Document 1 estimates QoE using only throughput as input, and therefore does not take into account differences in representation. Adaptive bitrate video distribution changes the bitrate by switching the representation according to the throughput situation, but the selectable representations differ depending on the service, content, etc. Therefore, even if the throughput is the same, the same representation is not necessarily selected, and the QoE is not necessarily the same. For example, when the throughput is high and a representation including a high bitrate is selectable, the image quality is improved by selecting a high bitrate, and the QoE is high. On the other hand, even if the throughput is high, if a representation including a high bitrate is not available, the high bitrate is not selected, the image quality is not improved, and the QoE is not improved. Therefore, with existing technologies, it is difficult to accurately estimate the throughput depending on the representation.

また、非特許文献1及び非特許文献2の技術では、スループットと同等のビットレートが選ばれる前提で、ビットレートとQoEのモデルから、QoEとスループットの関係を導くことができるが、サーバの容量は有限であり、選択可能なビットレートは数種類に限られる。したがって、スループットと同等のビットレートが存在しないスループット区間については、スループットとかけ離れたビットレートが選択されたり、複数のビットレートが切り替えられながら選択されたりする。そのため、ビットレートとQoEの関係をモデル化した既存技術では、QoEからスループットを精度よく推定するのは困難である。 In addition, in the technologies of Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, the relationship between QoE and throughput can be derived from a model of bit rate and QoE on the premise that a bit rate equivalent to the throughput is selected, but the capacity of a server is finite, and the number of selectable bit rates is limited to a few. Therefore, for a throughput section where a bit rate equivalent to the throughput does not exist, a bit rate far removed from the throughput is selected, or multiple bit rates are selected while being switched. Therefore, with the existing technologies that model the relationship between bit rate and QoE, it is difficult to accurately estimate throughput from QoE.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、任意のQoEを満たすために必要なスループットの推定精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points and aims to improve the estimation accuracy of the throughput required to satisfy an arbitrary QoE.

そこで上記課題を解決するため、スループット推定装置は、ネットワークを介して配信される映像の品質に関するパラメータセットについての複数の選択候補のそれぞれに基づき、前記各選択候補に対するQoEを推定するQoE推定部と、前記QoE推定部が前記選択候補ごとに推定したQoE、前記選択候補ごとの前記パラメータセット、及び目標QoEを入力とし、前記目標QoEを満たすために必要なスループットを推定するスループット推定部と、を有する。Therefore, in order to solve the above problem, the throughput estimation device has a QoE estimation unit that estimates the QoE for each of a plurality of selection candidates based on each of the selection candidates for a parameter set related to the quality of video delivered over a network, and a throughput estimation unit that receives as input the QoE estimated by the QoE estimation unit for each selection candidate, the parameter set for each selection candidate, and a target QoE, and estimates the throughput required to satisfy the target QoE.

任意のQoEを満たすために必要なスループットの推定精度を向上させることができる。 It is possible to improve the accuracy of estimating the throughput required to satisfy a given QoE.

本発明の実施の形態におけるスループット推定装置10のハードウェア構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a throughput estimation device 10 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態におけるスループット推定装置10の機能構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a throughput estimation device 10 according to an embodiment of the present invention. リプレゼンテーション情報の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of representation information. QoE推定部11から出力されるQoE推定情報の構成例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the configuration of QoE estimation information output from a QoE estimation unit 11. FIG. QoEとスループットの関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the relationship between QoE and throughput. スループット推定装置10が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure executed by a throughput estimation device.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の実施の形態におけるスループット推定装置10のハードウェア構成例を示す図である。図1のスループット推定装置10は、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置100、補助記憶装置102、メモリ装置103、CPU104、及びインタフェース装置105等を有する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a throughput estimation device 10 in an embodiment of the present invention. The throughput estimation device 10 in Fig. 1 has a drive device 100, an auxiliary storage device 102, a memory device 103, a CPU 104, an interface device 105, etc., which are interconnected by a bus B.

スループット推定装置10での処理を実現するプログラムは、CD-ROM等の記録媒体101によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体101がドライブ装置100にセットされると、プログラムが記録媒体101からドライブ装置100を介して補助記憶装置102にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体101より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置102は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。 The program that realizes the processing in the throughput estimation device 10 is provided by a recording medium 101 such as a CD-ROM. When the recording medium 101 storing the program is set in the drive device 100, the program is installed from the recording medium 101 via the drive device 100 into the auxiliary storage device 102. However, the program does not necessarily have to be installed from the recording medium 101, but may be downloaded from another computer via a network. The auxiliary storage device 102 stores the installed program as well as necessary files, data, etc.

メモリ装置103は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置102からプログラムを読み出して格納する。CPU104は、メモリ装置103に格納されたプログラムに従ってスループット推定装置10に係る機能を実行する。インタフェース装置105は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。When an instruction to start the program is received, the memory device 103 reads out the program from the auxiliary storage device 102 and stores it. The CPU 104 executes functions related to the throughput estimation device 10 in accordance with the program stored in the memory device 103. The interface device 105 is used as an interface for connecting to a network.

図2は、本発明の実施の形態におけるスループット推定装置10の機能構成例を示す図である。図2において、スループット推定装置10は、アダプティブビットレート映像配信について、ユーザが体感する品質(QoE:Quality of Experience)を満たすための必要なスループット(単位時間当たりのサーバから端末へのデータ転送量)を推定するために、QoE推定部11及びスループット推定部12等を有する。これら各部は、スループット推定装置10にインストールされた1以上のプログラムが、CPU104に実行させる処理により実現される。すなわち、これら各部は、スループット推定装置10のハードウェア資源と、スループット推定装置10にインストールされたプログラム(ソフトウェア)との協働によって実現される。 Figure 2 is a diagram showing an example of the functional configuration of the throughput estimation device 10 in an embodiment of the present invention. In Figure 2, the throughput estimation device 10 has a QoE estimation unit 11, a throughput estimation unit 12, etc., in order to estimate the required throughput (amount of data transferred from the server to the terminal per unit time) to satisfy the quality experienced by the user (QoE: Quality of Experience) for adaptive bitrate video distribution. Each of these units is realized by a process in which one or more programs installed in the throughput estimation device 10 are executed by the CPU 104. In other words, each of these units is realized by cooperation between the hardware resources of the throughput estimation device 10 and the programs (software) installed in the throughput estimation device 10.

QoE推定部11は、リプレゼンテーション情報を入力とし、リプレゼンテーション情報に基づいて各リプレゼンテーションのQoEを推定し、リプレゼンテーション情報と推定したQoEとを出力する。 The QoE estimation unit 11 receives representation information as input, estimates the QoE of each representation based on the representation information, and outputs the representation information and the estimated QoE.

図3は、リプレゼンテーション情報の構成例を示す図である。リプレゼンテーション情報は、必要最低限のスループットの推定対象の或る映像配信サービス(以下、「対象サービス」という。)について選択可能な(選択候補となる)1つ以上のリプレゼンテーションを含む。1つのリプレゼンテーションは、映像ビットレート、映像解像度、映像フレームレート、音声ビットレート等、配信される映像の品質又は音声に関するパラメータの組(パラメータセット)によって構成される。 Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of representation information. The representation information includes one or more representations that can be selected (candidates for selection) for a certain video distribution service (hereinafter referred to as the "target service") for which the minimum required throughput is to be estimated. One representation is composed of a set of parameters (parameter set) related to the quality of the video or audio to be distributed, such as video bit rate, video resolution, video frame rate, audio bit rate, etc.

映像ビットレート及び音声ビットレートは、映像又は音声それぞれの符号化データの単位時間当たりのデータ量の設定値である。映像解像度は、1フレームあたりの画素数(垂直方向の画素数×水平方向の画素数)である。映像フレームレートは、1秒あたりのフレーム数である。 Video bit rate and audio bit rate are the set values for the amount of data per unit time for encoded video or audio data, respectively. Video resolution is the number of pixels per frame (number of vertical pixels x number of horizontal pixels). Video frame rate is the number of frames per second.

対象サービスのリプレゼンテーション情報は、対象サービスのサーバ又は対象サービスを利用する端末で取得できる。スループット推定装置10がサーバ又は端末ではない箇所(ネットワーク上等)に設置される場合、QoE推定部11は、サーバ又は端末と通信を介してリプレゼンテーション情報を取得する。又は、スループット推定装置10がネットワーク上に設置され、5タプル(ソースIPアドレス,宛先Ipアドレス,プロトコル,ソースポート,宛先ポート)等のネットワーク情報とリプレゼンテーション情報の対応関係を予めDB等に格納し、対象サービスのネットワーク情報からDBを参照することで、対象サービスのリプレゼンテーション情報を取得してもよい。The representation information of the target service can be acquired by the server of the target service or the terminal that uses the target service. When the throughput estimation device 10 is installed in a location other than a server or terminal (e.g., on a network), the QoE estimation unit 11 acquires the representation information through communication with the server or terminal. Alternatively, the throughput estimation device 10 may be installed on a network, and the correspondence between network information such as a 5-tuple (source IP address, destination IP address, protocol, source port, destination port) and the representation information may be stored in advance in a DB or the like, and the representation information of the target service may be acquired by referencing the DB from the network information of the target service.

QoE推定部11は、取得したリプレゼンテーション情報に含まれるリプレゼンテーションごとに、QoE推定モデルを用いてQoEの推定値(以下、単に「QoE」という。)を算出する。QoE推定モデルとしては、映像ビットレート、映像解像度、映像フレームレート、音声ビットレートを入力にQoEを推定するITU-T勧告P.1203などの既存技術が用いられてもよい。The QoE estimation unit 11 calculates an estimated QoE value (hereinafter simply referred to as "QoE") for each representation included in the acquired representation information using a QoE estimation model. As the QoE estimation model, an existing technology such as ITU-T Recommendation P. 1203 that estimates QoE using the video bit rate, video resolution, video frame rate, and audio bit rate as input may be used.

図4は、QoE推定部11から出力されるQoE推定情報の構成例を示す図である。図4は、図3が入力である場合にQoE推定部11が出力するQoE推定情報の例を示す。図4に示されるように、QoE推定情報は、リプレゼンテーションごとに、当該リプレゼンテーションについてQoE推定部11が算出したQoEを含む。 Figure 4 is a diagram showing an example of the configuration of QoE estimation information output from the QoE estimation unit 11. Figure 4 shows an example of QoE estimation information output by the QoE estimation unit 11 when Figure 3 is the input. As shown in Figure 4, the QoE estimation information includes, for each representation, the QoE calculated by the QoE estimation unit 11 for that representation.

スループット推定部12は、目標QoE及びQoE推定部11から出力されるQoE推定情報を入力とし、目標QoEを満たす上での必要最低限のスループットを推定する。目標QoEとは、対象サービスにおいて、ユーザのエンゲージメント向上のために目標とされるQoEをいう。The throughput estimation unit 12 receives the target QoE and the QoE estimation information output from the QoE estimation unit 11 as input, and estimates the minimum throughput required to satisfy the target QoE. The target QoE refers to the QoE that is targeted in order to improve user engagement in the target service.

スループットの推定方法を説明する前に、QoEとスループットの関係について述べる。図5は、QoEとスループットの関係を示す図である。Before explaining the method for estimating throughput, we will explain the relationship between QoE and throughput. Figure 5 shows the relationship between QoE and throughput.

図5に示される座標系は、横軸がQoEに対応し、縦軸がQoEに対応するスループット又はビットレートに対応する座標系である。点線は、再生停止が発生していない場合のビットレートとQoEの関係を示している。この場合、ビットレートが小さくなる又は大きくなるにつれてそれぞれ或るQoEの値に収束していくようなS字曲線になることが知られている。したがって、目標QoEを満たすためには、目標QoEに対応するビットレートが選択され、かつ、再生停止が発生しなければよいことになる。アダプティブビットレート映像配信のビットレート選択アルゴリズムに依存するが、一般的には、任意のビットレートに対し、同等又は少し多いスループットがあれば、そのビットレートが選択される。しかしながら、実際にはビットレートの選択肢は限られている。また、サービスやコンテンツによって、選択可能なビットレートのバリエーションは異なる。図5は、選択可能なビットレートが3つの例である。QoE、BRは、リプレゼンテーションリストのi番目のQoE、i番目のビットレートを示す。 The coordinate system shown in FIG. 5 is a coordinate system in which the horizontal axis corresponds to QoE, and the vertical axis corresponds to the throughput or bit rate corresponding to QoE. The dotted line shows the relationship between the bit rate and QoE when no playback stop occurs. In this case, it is known that as the bit rate becomes smaller or larger, an S-shaped curve converges to a certain QoE value. Therefore, in order to satisfy the target QoE, it is sufficient that a bit rate corresponding to the target QoE is selected and no playback stop occurs. Although it depends on the bit rate selection algorithm of adaptive bit rate video distribution, generally, if there is an equal or slightly higher throughput for any bit rate, that bit rate is selected. However, in reality, the bit rate options are limited. Also, the variation of selectable bit rates differs depending on the service and content. FIG. 5 shows an example in which there are three selectable bit rates. QoE i and BR i indicate the i-th QoE and the i-th bit rate in the representation list.

図5におけるプロット点(黒丸)は、QoE推定部11が出力するQoE推定情報に基づき一意に定まる。これらプロット点の間におけるスループットとQoEの関係は、実線によって示されるように両プロット点を通り、上向きの凸型の曲線になる性質(特性)がある。したがって、図5に示すように、ビットレートとQoEの関係(点線)とスループットとQoEの関係は異なるため、ビットレートとQoEの関係のみからでは、目標QoEを満たすためのスループットを正しく導出することができない。 The plot points (black circles) in Figure 5 are uniquely determined based on the QoE estimation information output by the QoE estimation unit 11. The relationship between throughput and QoE between these plot points has the property (characteristic) of passing through both plot points and forming an upward convex curve, as shown by the solid line. Therefore, as shown in Figure 5, the relationship between bit rate and QoE (dotted line) and the relationship between throughput and QoE are different, so the throughput to satisfy the target QoE cannot be correctly derived only from the relationship between bit rate and QoE.

そこで、本実施の形態において、スループット推定部12は、プロット点をQoE推定部11の出力結果より求め、プロット点の間(QoE推定部11によって推定された各QoEの間の区間)を上記の性質を考慮した推定モデルを用いて補完することで、様々なリプレゼンテーションリストに対するあらゆるQoEに対して、目標QoEからそれを満たすためのスループットを推定する。なお、QoEの最小値より小さい場合(図5のQoEより左側のQoE値)やQoEの最大値より大きい場合(図中のQoEより右側のQoE値)は、与えられたリプレゼンテーションリストにおいて、再生停止を伴わずにQoEを満たすスループットが存在しないため、本実施の形態では、目標QoEの入力として対象外とするか、又は目標QoEの値を変更する(最も値が近いQoEで目標QoEが置き換えるなど)こととされてもる。 Therefore, in this embodiment, the throughput estimation unit 12 obtains plot points from the output result of the QoE estimation unit 11, and uses an estimation model that takes into account the above-mentioned properties to complement the intervals between the plot points (intervals between each QoE estimated by the QoE estimation unit 11), thereby estimating a throughput to satisfy the target QoE for all QoEs for various representation lists. Note that when the QoE is smaller than the minimum value of QoE i (QoE value to the left of QoE 1 in FIG. 5) or larger than the maximum value of QoE i (QoE value to the right of QoE 3 in FIG. 5), there is no throughput that satisfies the QoE in the given representation list without stopping playback, so in this embodiment, the target QoE is excluded from the input, or the value of the target QoE is changed (e.g., the target QoE is replaced with the QoE i with the closest value).

以下に、帯域保証型のネットワークのようにスループットの変動が少ない条件を想定した場合の、QoEとQoEi+1間のスループットであるThroughputの推定モデル式を示す。 The following is an estimation model formula for Throughput 0 , which is the throughput between QoE i and QoE i+1 , assuming conditions where there is little fluctuation in throughput, such as in a bandwidth guaranteed network.

Figure 0007494938000001
ここで、QoEtargetは目標QoEを示す。aは係数を示す。Lineの数式は、点(QoEi+1,BRi+1)と点(QoE,BR)を通る直線を表しており、Curveの数式は、点(QoEi+1,0)と点(QoE,0)(すなわち、QoEi+1及びQoEの2つのQoEに対応する横軸上の2つの点)を通る凸型の曲線を表しており、LineとCurveを加算することで、点(QoEi+1,BRi+1)と点(QoE,BR)を通る凸型の曲線が得られる。なお、当該曲線は、他の2点を通る凸型の曲線式で代替されても構わない。
Figure 0007494938000001
Here, QoE target indicates the target QoE. a indicates a coefficient. The formula of Line represents a straight line passing through points (QoE i+1 , BR i+1 ) and (QoE i , BR i ), and the formula of Curve represents a convex curve passing through points (QoE i+1 , 0) and (QoE i , 0) (i.e., two points on the horizontal axis corresponding to two QoEs, QoE i+ 1 and QoE i ), and by adding Line and Curve, a convex curve passing through points (QoE i+1 , BR i+1 ) and (QoE i , BR i ) is obtained. Note that this curve may be replaced with a convex curve formula passing through other two points.

次に、ベストエフォート型のネットワークサービスのようなスループットが大きく変動し、スループットが大幅に下振れするような条件を想定した場合のスループットThroughputの推定モデル式を以下に示す。 Next, we show an estimation model formula for throughput when assuming conditions in which throughput fluctuates greatly, such as in a best-effort network service, and throughput drops significantly.

Figure 0007494938000002
ここで、β、γは係数を示す。β及びγの値は、提供されるネットワークのスループットの安定性に応じて設定される。例えば、当該スループットの分散、標準偏差、信頼性区間などを参考にしてβ及びγの値を設定することができる。また、共有型のネットワークについて複数の通信を1つの回線に束ねてネットワーク設計及び制御を行う場合、統計多重化効果により、スループットの変動が他のスループットの変動に吸収されるため、β、γのそれぞれが0、1に近い値に設定されても構わない。更に、ネットワークの設計及び制御側でスループットの変動を加味して、スループットの下限を一定以上に保つ場合、β、γそれぞれの値が0、1に設定されてもよい。なお、Throughputは、Throughputの上振れ分を考慮したものであり、他の線形式(二次関数、三次関数など)や非線形式(対数関数など)によってThroughputの推定モデル式が代替しても構わない。
Figure 0007494938000002
Here, β and γ indicate coefficients. The values of β and γ are set according to the stability of the throughput of the provided network. For example, the values of β and γ can be set with reference to the variance, standard deviation, and reliability interval of the throughput. In addition, when a shared network is designed and controlled by bundling multiple communications into one line, the statistical multiplexing effect causes the fluctuations in throughput to be absorbed by the fluctuations in other throughputs, so β and γ may be set to values close to 0 and 1, respectively. Furthermore, when the network design and control side takes into account the fluctuations in throughput and keeps the lower limit of the throughput at a certain level or higher, the values of β and γ may be set to 0 and 1, respectively. Note that Throughput takes into account the upward swing of Throughput 0 , and the estimation model formula of Throughput may be replaced by other linear expressions (quadratic functions, cubic functions, etc.) or nonlinear expressions (logarithmic functions, etc.).

以下、スループット推定装置10が実行する処理手順について説明する。図6は、スループット推定装置10が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。The following describes the processing procedure executed by the throughput estimation device 10. Figure 6 is a flowchart for explaining an example of the processing procedure executed by the throughput estimation device 10.

ステップS101において、QoE推定部11は、対象サービスのリプレゼンテーション情報に含まれるリプレゼンテーションごとにQoEを算出する(S101)。QoE推定部11は、算出したQoEを、リプレゼンテーション情報に含まれる各リプレゼンテーションに付与することでQoE推定情報を生成し、当該QoE推定情報をスループット推定部12へ入力する。In step S101, the QoE estimation unit 11 calculates the QoE for each representation included in the representation information of the target service (S101). The QoE estimation unit 11 generates QoE estimation information by assigning the calculated QoE to each representation included in the representation information, and inputs the QoE estimation information to the throughput estimation unit 12.

続いて、スループット推定部12は、当該QoE推定情報に基づいて、入力情報として与えられる目標QoEを満たすために必要なスループットを算出する(S102)。すなわち、スループット推定部12は、当該QoE推定情報に基づいて、図5における各点を特定し、上述したいずれかの推定モデル式に、目標QoEと、目標QoEを間に含む区間のQoE(目標QoEより小さい最大のQoE)とQoEi+1(目標QoEより大きい最小のQoE)と、BRi及びBRi+1とを代入することで、Throughput又はThroughputを算出する。 Next, the throughput estimation unit 12 calculates a throughput required to satisfy the target QoE given as input information based on the QoE estimation information (S102). That is, the throughput estimation unit 12 specifies each point in Fig. 5 based on the QoE estimation information, and calculates Throughput 0 or Throughput by substituting the target QoE, QoE i (maximum QoE smaller than the target QoE) and QoE i+1 (minimum QoE larger than the target QoE) of the section including the target QoE, BRi, and BRi+1 into any of the above -mentioned estimation model formulas.

上述したように、本実施の形態によれば、目標QoE及びリプレゼンテーション情報がスループットの推定に用いられる。したがって、目標QoE等、任意のQoEを満たすために必要なスループットの推定精度を向上させることができる。As described above, according to this embodiment, the target QoE and the representation information are used to estimate the throughput. Therefore, it is possible to improve the accuracy of estimating the throughput required to satisfy any QoE, such as the target QoE.

したがって、本実施の形態によれば、目標QoEを満たすためのスループットを把握することができ、それに基づいてネットワークを設計及び制御することで、目標QoEを満たすためのネットワークを提供することが可能となる。 Therefore, according to this embodiment, it is possible to grasp the throughput required to satisfy the target QoE, and by designing and controlling the network based on that, it is possible to provide a network that satisfies the target QoE.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present invention as described in the claims.

10 スループット推定装置
11 QoE推定部
12 スループット推定部
100 ドライブ装置
101 記録媒体
102 補助記憶装置
103 メモリ装置
104 CPU
105 インタフェース装置
B バス
10: Throughput estimation device 11: QoE estimation unit 12: Throughput estimation unit 100: Drive device 101: Recording medium 102: Auxiliary storage device 103: Memory device 104: CPU
105 Interface device B bus

Claims (6)

ネットワークを介して配信される映像の品質に関するパラメータセットについての複数の選択候補のそれぞれに基づき、前記各選択候補に対するQoEを推定するQoE推定部と、
前記QoE推定部が前記選択候補ごとに推定したQoE、前記選択候補ごとの前記パラメータセット、及び目標QoEを入力とし、前記目標QoEを満たすために必要なスループットを推定するスループット推定部と、
を有することを特徴とするスループット推定装置。
a QoE estimation unit that estimates a QoE for each of a plurality of selection candidates for a parameter set related to the quality of a video delivered via a network, based on each of the selection candidates;
a throughput estimation unit which receives as input the QoE estimated by the QoE estimation unit for each of the selection candidates, the parameter set for each of the selection candidates, and a target QoE, and estimates a throughput required to satisfy the target QoE;
A throughput estimation device comprising:
前記スループット推定部は、前記選択候補ごとのQoE及び前記選択候補ごとの前記パラメータセットから導き出される、QoEとそれを満たすために必要なスループットのモデル式を用いて、前記目標QoEを満たすためのスループットを推定する、
ことを特徴とする請求項1記載のスループット推定装置。
The throughput estimation unit estimates a throughput for satisfying the target QoE by using a model equation of the QoE and the throughput required to satisfy the QoE, the model equation being derived from the QoE for each of the selection candidates and the parameter set for each of the selection candidates.
2. The throughput estimation device according to claim 1.
前記モデル式は、前記QoE推定部が推定した各QoEの間の区間を、縦軸がスループットに対応し横軸がQoEに対応する座標系において、QoEと当該QoEを満たすのに必要なスループットの関係が凸型の曲線である性質に基づいて補完する、
ことを特徴とする請求項2記載のスループット推定装置。
The model formula complements the interval between each QoE estimated by the QoE estimation unit based on the property that the relationship between the QoE and the throughput required to satisfy the QoE is a convex curve in a coordinate system in which the vertical axis corresponds to the throughput and the horizontal axis corresponds to the QoE.
3. The throughput estimation device according to claim 2.
前記モデル式は、前記区間を通る直線に、前記区間の2つのQoEに対応する横軸上の点を通る凸型の曲線を加算することで前記区間を補完する、
ことを特徴とする請求項3記載のスループット推定装置。
The model formula complements the section by adding a convex curve passing through points on the horizontal axis corresponding to the two QoEs of the section to a straight line passing through the section.
4. The throughput estimation device according to claim 3.
ネットワークを介して配信される映像の品質に関するパラメータセットについての複数の選択候補のそれぞれに基づき、前記各選択候補に対するQoEを推定するQoE推定手順と、
前記QoE推定手順が前記選択候補ごとに推定したQoE、前記選択候補ごとの前記パラメータセット、及び目標QoEを入力とし、前記目標QoEを満たすために必要なスループットを推定するスループット推定手順と、
をコンピュータが実行することを特徴とするスループット推定方法。
a QoE estimation step of estimating a QoE for each of a plurality of selection candidates for a parameter set related to the quality of a video delivered via a network, based on each of the selection candidates;
a throughput estimation procedure that receives as input the QoE estimated for each of the selection candidates by the QoE estimation procedure, the parameter set for each of the selection candidates, and a target QoE, and estimates a throughput required to satisfy the target QoE;
A throughput estimation method, comprising:
請求項1乃至4いずれか一項記載のスループット推定装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。A program for causing a computer to function as a throughput estimation device according to any one of claims 1 to 4.
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